超级石化推荐泉州石化杜邦液相加氢技术在柴
主要内容：中化泉州石化有限公司.75Mt/a柴油加氢精制装置为目前国内规模较大的柴油液相加氢装置，采用杜邦IsoTherming柴油液相加氢技术。该技术具有能耗低、催化剂床层温升缓和、装置安全性高等显著特点。工业运行实践表明：加工处理直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油和焦化石脑油的混合油时，在反应器入口压力8.0～9.MPa、床层加权平均温度71～76℃、循环比0.86～1.5等工艺条件下，可以生产硫质量分数不大于10μg/g、十六烷值大于51、闪点不小于60℃的柴油，满足国Ⅵ标准要求；催化剂失活速率较低，可以满足装置长周期运行的要求。改造后，装置运行平均能耗仅为9.6MJ/t，经济效益明显。
关键词：IsoTherming液相加氢柴油装置能耗工业应用国Ⅵ柴油
随着国家对环保的日益重视，柴油质量升级的步伐也在加快，加氢装置在炼化企业发挥的作用越来越重要。常规的柴油加氢装置多采用滴流床反应器，操作时需要大量循环氢，装置能耗高，催化剂利用率低，经济效益差[1-]。为了开发更加高效、节能的清洁柴油生产工艺，液相加氢成为该领域的研究热点[-4]。
为提高产品质量、降低运行成本，中化泉州石化有限公司(泉州石化)建设了国内规模最大的柴油加氢精制装置，设计规模为.75Mt/a。该装置采用杜邦开发的IsoTherming液相柴油加氢技术，于年4月建成投产。为满足国Ⅴ车用柴油的生产要求，该装置于年1月进行质量升级改造，新增一台反应器R10，年月一次开车成功，生产出符合国Ⅴ标准的柴油，市场反馈良好。下文主要介绍该装置自年1月首次大检修开工至今的工业应用情况。
1装置概况泉州石化柴油加氢精制装置年开工h，以直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油和焦化石脑油为原料，生产硫质量分数小于10μg/g的精制柴油，副产部分石脑油。装置由反应、分馏和公用工程部分组成。
液相柴油加氢反应流程见图1。其优点是在每个催化剂床层入口，将反应所需的氢气溶解到液态油相中，使液态油相达到氢饱和状态，液相加氢反应过程从传统的气液固三相反应跨越到液固两相反应，提高加氢反应速率。
工艺技术特点.1装置能耗低泉州石化液相柴油加氢取消了传统加氢的循环氢压缩机、循环氢脱硫及胺液系统等，工艺流程简化后，高压设备相对较少，降低了设备维护成本和装置的运行风险，尤其能耗方面优于传统加氢，节能优势显著。与传统加氢相比，液相柴油加氢装置不需要消耗大量中压蒸汽、电量，能耗大幅降低，见表1。由表1可以看出，泉州石化液相柴油加氢装置自年1月大检修开工至今，装置平均能耗为9.6MJ/t，比设计值低4.7MJ/t，而传统柴油加氢平均能耗为.7MJ/t，泉州石化液相柴油加氢能耗水平优势显著，处于行业领先。
图1液相柴油加氢反应流程Fig.1Processofliquidphasedieselhydrogenation
表1装置能耗Table1UnitenergyconsumptionMJ/t
泉州石化液相柴油加氢能耗价格约0.元/MJ，按年加工量.75Mt计算，液相柴油加氢装置与传统柴油加氢平均情况相比，年节约能耗成本44万元，经济效益显著。
.反应表观温升低液相柴油加氢装置使用杜邦公司专有的反应器内构件并设置循环油系统，使反应器内物料处于连续液相状态，通过床层补充氢控制床层液位。氢气溶解至油中，使液相达到氢气饱和，提高加氢反应速率,同时降低床层表观温升。
由于加氢反应为强放热反应，不同加氢反应的反应热有较大差别，烯烃加氢饱和的反应热最高。液相柴油加氢采用循环油带走大量反应热，在原料相同的条件下，因循环油比热容高于氢气，因此比传统加氢温升要低。从实际运行情况看，裂化比例较高(%)的混合原料，催化裂化柴油总芳烃质量分数高(90%)，焦化柴油、焦化石脑油烯烃含量高，加氢反应放出的热量较大，液相柴油加氢循环油可以很好地吸收反应热量，在循环比为1.的操作条件下，化学反应温升高达86.4℃，反应器表观温升仅48.0℃(如表所示)，反应器温度梯度曲线更加缓和，从而可增大催化剂活性使用区间，有利于延长催化剂运行寿命。
表反应器表观温升TableApparenttemperatureriseofreactors℃
.安全性高该装置已经安全平稳运行累计5个月,因未设置循环氢压缩机及配套系统，因此不会出现因循环氢压缩机故障引起的飞温等事故。循环油泵采用进口屏蔽泵，在生产过程中运转稳定、安全可靠。反应器内的物料处于液相状态，仅催化剂床层上方有7～10m的气相空间，当出现反应进料泵停泵、新氢机停机等紧急状况时，反应器压力在短时间内可自动降低50%，通过开大R10底部的高低压角阀可以快速地降低反应器压力，减少了紧急泄压对催化剂、管线等带来的冲击。因此，该工艺在设计上更安全。
由于设计的优越性，该装置不仅降低了投资成本，而且减少了安全隐患，同时由于反应区域高压设备的减少，密封泄漏风险大大降低，整个装置的安全运行保障系数提高。
工业应用情况.1原料性质泉州石化实际加工原油以巴士拉原油为主，其硫质量分数为.0%～.%，高于设计原油(科威特原油)的硫质量分数(.7%)。装置正常运行期间，混合原料的主要性质见表。由表可知，原料的部分性质指标接近于设计值。由于加工原料油种类的不同，硫的形态分布不同，实际反映在原料油中硫醇类、硫醚类、二硫化物类、噻吩类、苯并噻吩类、二苯并噻吩类等硫化物所占的比例不同。巴士拉原油的柴油馏分中苯并噻吩类、二苯并噻吩类含量要高于科威特原油的柴油馏分，在加工巴士拉原油的各炼油厂中，其柴油馏分的脱硫难度均较大。经过一个多周期的运行分析，液相柴油加氢装置可加工复杂劣质原料。
表混合原料性质TablePropertiesofmixedfeedstocks
.主要产品性质该装置原设计生产国Ⅳ柴油，单台反应器操作。为提前达到成品油的质量升级要求，于年1月进行质量升级，又于年1月大检修期间进行技术改造，年1月恢复生产，生产的柴油达到GB—《车用柴油》国Ⅵ标准的要求。精制柴油的性质见表4。
表4精制柴油性质Table4Propertiesofrefineddiesel
由表4可知，精制柴油的总硫含量低于设计值，随着混合原料95%馏出温度的提高，原料中双β位取代的二苯并噻吩显著增加，原料苛刻度增加，精制柴油的总硫含量也升高，但仍满足产品的质量要求。十六烷值高于设计值，表明精制柴油有良好的燃烧性能，不易产生爆震等不正常的燃烧现象。多环芳烃低于设计值，可有效减少汽车尾气颗粒物排放，保护环境。
.主要经济技术指标主要经济技术指标如表5所示。自开工以来，能耗指标优于设计值。针对原料溴价比设计值稍高、相应烯烃含量多、氢耗大的现状，在大检修期间，R第一、二催化剂床层内部各增加了一套氢气分配盘，增加反应溶氢，减少催化剂局部结焦现象，因此化学氢耗略高于设计值。在大检修期间，通过增加反应器之间的换热器降低R10入口温度，充分利用催化剂活性，同时使床层温度更加缓和，减少裂化反应发生，装置液相收率达到设计水平。
催化剂床层加权平均温度(WABT)见图。由图可知，初期提温速度较快，以增强高温下氢气的溶解能力，提高脱硫效果。此后WABT基本处于较稳定状态，根据产品质量提温，提温速度为0.5℃/月，催化剂失活速率仅为0.7℃/d，催化剂表现出良好的稳定性。可见，装置能满足长周期稳定生产国Ⅴ柴油的要求。
表5主要经济技术指标Table5Maineconomicandtechnicalindicators
图反应器床层加权平均温度
4结论(1)泉州石化.75Mt/a柴油液相加氢装置工业应用结果表明：杜邦IsoTherming液相加氢技术加工处理直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油和焦化石脑油的混合油时，在反应器入口压力8.0～9.MPa、床层加权平均温度71～76℃、循环比0.86～1.5等工艺条件下，可以生产满足国Ⅴ标准的清洁柴油，催化剂失活速率较低，可以满足长周期运行的要求。
()装置运行平均能耗仅为9.6MJ/t，远低于传统滴流床工艺的平均能耗(.7MJ/t)，经济效益明显。
()采用杜邦IsoTherming液相加氢技术，泉州石化.75Mt/a柴油加氢装置已经具备生产国Ⅵ柴油的能力，为柴油质量的进一步升级做好准备，具有较好的市场竞争能力。（作者：赵旺华，王延君，杨帆，崔海军中化泉州石化有限公司）
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